高防堵、低壓損測量裝置在煤氣計量中的研究

董芳芳

（山鋼股份萊蕪分公司機(jī)械動力部，山東 萊蕪 271104）

0 前言

孔板是國家進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化的節(jié)流裝置，其被普遍用于各類介質(zhì)的流量測量，但在臟污介質(zhì)測量，尤其是煤氣測量中存在明顯的缺陷：安裝困難、易堵塞、拆卸困難、堵塞后不易疏通等。這些缺陷都給煤氣計量造成了影響。高防堵、低壓損的探針式測量裝置解決了這些弊端，已經(jīng)在煤氣流量測量中投運(yùn)了32套，自投運(yùn)以來，裝置運(yùn)行可靠穩(wěn)定，數(shù)據(jù)傳送準(zhǔn)確及時，保證了萊鋼對煤氣系統(tǒng)的調(diào)度管理。

1 具體實施方案

1.1 計量方式

現(xiàn)在，單獨(dú)一臺儀表的計量方式如圖1所示 ，將差壓信號、壓力信號、溫度信號在智能流量積算儀中顯示并在積算儀內(nèi)部利用溫壓補(bǔ)償做運(yùn)算。在溫度、壓力正常測量的情況下，智能流量積算儀顯示值與差壓值有很大關(guān)系，差壓的大小與節(jié)流元件的選型、暢通能力、管道情況等有關(guān)。

圖1

1.2 新流量裝置的應(yīng)用

結(jié)合GB/T17167—2006《用能單位能源計量器具配備和管理通則》和萊鋼能源管理體系的要求，選取安裝位置不合理、介質(zhì)臟污、計量缺失等三類節(jié)流元件進(jìn)行改造，做到“配齊、管好、有效”。

改造焦化廠1#焦?fàn)t高氣量、2#焦?fàn)t高氣量等6套煤氣計量設(shè)施，新增3套焦?fàn)t煤氣發(fā)生量；改造分公司煉鐵廠1#105燒結(jié)機(jī)用焦氣、銀前噴煤高氣等6套煤氣計量設(shè)施；改造能源動力廠老區(qū)7、8#鍋爐用高氣、銀前1#鍋爐用焦氣等11套煤氣計量設(shè)施；改造3200 m3高爐兩套煤氣節(jié)流裝置；改造型鋼煉鐵噴煤高氣、焦氣兩套節(jié)流裝置；改造能源動力廠型鋼區(qū)兩套煤氣節(jié)流裝置。

這些計量點(diǎn)由于原使用的節(jié)流裝置堵塞不易維護(hù)或者安裝位置不當(dāng)或者設(shè)計缺失造成計量異議，高防堵、低壓損測量裝置很好地解決了這些難點(diǎn)。

2 總體性能和技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)

高防堵、低壓損探針式測量裝置安裝運(yùn)行以來，設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定，這些計量點(diǎn)數(shù)據(jù)比以前的數(shù)據(jù)有了很大的提升，取得了良好的效果。

（1）由于探針式測量裝置跟孔板的構(gòu)造不同，具有較高的防堵能力，雜質(zhì)、污垢很難在取壓管內(nèi)壁黏貼；新流量計在管道中的橫截面小，對煤氣流速影響不大，不會像孔板一樣在流量計附近積攢雜質(zhì)。取壓管路的暢通保證了計量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度。

（2）由于探針式測量裝置由Φ30mm不銹鋼制成，其截面積很小在介質(zhì)管道中幾乎無壓力損失，使運(yùn)行成本大大減小，與孔板等節(jié)流裝置相比較具有明顯的節(jié)能效果。國家也大力提倡節(jié)能產(chǎn)品研發(fā)。

（3）探針式測量裝置本身無需維護(hù)，只需按計量器具定期檢定要求對差壓變送器進(jìn)行零點(diǎn)和滿度的校驗以及二次表輸入相應(yīng)的電流進(jìn)行校驗。支持在線安裝、拆卸，可以解決重要的崗位不能停氣但是還要有計量數(shù)據(jù)的問題。

高防堵、低壓損測量裝置不僅節(jié)省運(yùn)行成本，而且節(jié)省安裝費(fèi)用以及后期維護(hù)費(fèi)用，良好的運(yùn)行狀態(tài)造就了精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)，該裝置具有良好的性能。

3 效果分析

（1）節(jié)省運(yùn)行費(fèi)用

以焦化廠某焦?fàn)t用高爐煤氣為例，管道內(nèi)徑φ1404mm，采用孔板設(shè)計：最大流量是100000m3/h最大差壓為2kPa，β=0.71324，d=1001.22，使用孔板測量，壓力損失計算如下：

流量計算：100000÷3600=27.78（m3/s）

假設(shè)電動機(jī)有效功率為80%

孔板損失的功率=27.78×1÷0.8=34.725（kW）

同樣的情況，采用新型流量計測量，常用流量是100000m3/h，常用差壓為0.41089kPa，壓力損失計算如下：

流量計算：100000÷3600=27.78（m3/s）

電動機(jī)有效功率同為80%的情況下

新型流量計損失的功率為=27.78×0.0123÷0.8=0.425（kW）

假設(shè)一年運(yùn)行365d，每天運(yùn)行24h，每度電的電費(fèi)為0.5元，那么一年孔板的能耗換算成電費(fèi)：

一年新型流量計的能耗換算成電費(fèi)：可以降低能耗：

按照目前安裝的32套，因為管道不平均，按照煤氣管道平均直徑為800mm計算，流通能力是φ1400mm的0.32倍，由此推算，年創(chuàng)經(jīng)濟(jì)效益：14.84×32×0.32=151.75萬元。

（2）節(jié)省煤氣損耗費(fèi)用

以某加壓站加壓后焦氣為例，計量精度提高0.8%計，瞬時流量為10km3/h計算，一年的累積量為10km3/h×24h/d×365d=87600km3，折合 87600km3×17.355GJ/ km3=1520298GJ。

減少0.8%的放散量可創(chuàng)效益為1520298GJ×0.8%×28元/GJ = 34.05萬元

即：此表的準(zhǔn)確度提高0.8%就能節(jié)省34.05萬元。

32套流量計年創(chuàng)經(jīng)濟(jì)效益為34.05×32=1089.60萬元

（3）在線安裝，避免停氣影響生產(chǎn)節(jié)省的費(fèi)用

以煤氣流速10m/s、管徑1m為例，在線安裝可避免停產(chǎn)4h，4h的煤氣體積為0.25×3.14×1×10×4×3600=113 km3

影響費(fèi)用為113 km3×17.355GJ/ km3×28元/GJ=5.49萬元

32套流量計可影響5.49萬元×32=175.68萬

綜合（1）（2）（3），總效益為：

151.75+1089.60+175.68=1417.03萬元

根據(jù)該系統(tǒng)在能源單耗降低中起的作用，直接年經(jīng)濟(jì)效益（取貢獻(xiàn)系數(shù)為40%）計算如下：

1417.03萬元×40%=566.81萬元。

結(jié)語

測量裝置改造后，數(shù)據(jù)穩(wěn)定、可靠，管理部門加強(qiáng)了全公司的煤氣管理，提高了整體的工作效率，從而間接提高了公司的勞動生產(chǎn)力，為社會創(chuàng)造了更大的價值，同時減小了對大氣的放散量，減少了對空氣的污染，從而改善了廠區(qū)周圍環(huán)境質(zhì)量；由于有效地利用能源資源，減少了對大氣的消耗等，從而實現(xiàn)了社會的可持續(xù)發(fā)展。該測量裝置使用后，解決了煤氣計量數(shù)據(jù)異議的問題，從而使生產(chǎn)管理部門能隨時了解生產(chǎn)現(xiàn)場煤氣消耗，便于及時調(diào)度、組織二級單位生產(chǎn)，間接提高了我公司的勞動生產(chǎn)率。